hl160型水轮机的增容改造技术

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1、HL160型水轮机的增容改造技术　　曲库水电站位于青海省同仁县隆务河流域上游，该站引水流量为6.5m3／s，而隆务河多年平均流量为15.64m3／s，在丰水季节存在大量弃水。电站装机3台，设计容量3000kODE:char;TEXT-ALIGN:center"align=center>图1所示为两相邻叶片的出水边部分，图中t表示周向式中，ODE:char">式中，aoi为叶片出水边第i个点上的开口值；ri为从水轮机轴心线至各开口测点间的距离；N为所选开口点的数量。用式（5）计算加权平均开口，若所选开口点数在下环部分较多，则其值

2、偏大，因下环部分叶片开口大；反之，若所选开口点数上冠部分较多，则其值偏小。准确的计算方法应按下式：式中，rA为叶片出水边与上冠交点半径；rB为叶片出水边与下环交点半径。实际计算时，可作开口值a与开口点处半径r的乘积ar在rA至rB间曲线，再计算曲线所围的面积。式(4)中开口值用加权平均开口代替，则可得出水边切割前后水轮机过流能力Q1、Q2与切割前后加权平均开口值aO1CP、aO2CP关系式：据此可求出在期望的过流能力时开口的加权平均值，由此可进一步确定叶片出水边切割量。1.2实际切割量的确定及改造结果据转轮实测结果，得出切割前

3、叶片出水边平均开口值aO1CP=48.3mm。假设切割后转轮效率不下降，当机组出力从2000k3／s增至4.8m3／s，根据式（7）求得切割后平均开口值应为61mm。测量后确定此时出水边切割量应为25mm，考虑其可靠性，最终确定切割量为20mm。为使改造费用降低，利用该机组1个报废闲置转轮，经堆焊、车削、打磨恢复到设计图纸要求后，割去叶片出水边20mm。增容改造一次成功，取得了预期效果，空蚀磨损状况略有恶化但无大的影响，机组出力达到2500kW，取得了很好的经济效益。2.2机组预期最大出力D06A-84转轮的过流能力远大于HL1

4、60。查其综合特性曲线，在单位转速62.5r／min时，Q11达到0.825m3／s，模型效率ηM为87%。设发电机效率保持在2000k在n11=62.5r／min时的对比数据见表2。由表2可知，在Q11＜0.6m3／s的运行区域，D06A的ηM比HL160的ηM要小2%左右，但1号机组和另外两台小机组合理分配负荷完全可避免在此小流量区域运行。而在0.6m3／s＜Q11＜0.67m3／s的运行范围内，即HL160从最优到限制单位流量范围内，处在D06A的最优单位流量附近，ηM较前者高出0～1.5%左右；0.67m3／s＜Q11＜

5、0.825m3／s的范围即增容流量区，处于D06A的最优到限制单位流量段，其效率在87%～90%之间。也就是说，除增加过流量带来的发电量外，更换转轮还能额外获得水力效率提高而增加的发电量。3.5转轮流道形状比较将改造前后转轮剖面图绘在一起，见图2。图中虚线所示为曲库电站HL160.84转轮剖面图，实线所示为D06A-84转轮剖面图。D06A转轮下环锥角是6°10′，与HL160的6°30′相差不大，下环外径尺寸可不改变；由图2可见，D06A转轮的上冠流道曲线比HL160抬高了很多，使上冠部分变得较薄，从强度角度考虑，新型转轮上冠

6、顶盖侧形状在原HL160转轮基础上做了修改，把凹面改为平面，使上冠厚度增加；随上冠型线的改变，上冠中心铸造空腔做了相应改变；泄水孔出口在D06A叶片流道出水边之后，泄水孔位置、角度均不发生变化。综上所述，D06A转轮的性能优于HL160，且与D06A转轮的互换性很好。用D06A-84转轮替换HL160.84，可使机组出力从2000kODE:char;TEXT-ALIGN:center"align=center>参考文献［1］华东水利学院.水轮机(下册)［M］.北京：电力工业出版社，1980［2］高建铭.水轮机设计原理［M］.北京

7、：水利电力出版社，1982